انواع مختلف احتراق
احتراق در واقع یکی از واکنش های شیمیایی است که به آن سوختن نیز گفته می شود. (کپسول آتش نشانی)
احتراق معمولا زمانی رخ می دهد که گاز اکسیژن با یک هیدروکربن واکنشی از خود نشان دهند تا آب و همچنین دی اکسید کربن تولید شوند.
اگر بخواهیم به شکل کلی تر در خصوص این واکنش شیمیایی صحبت کنیم، باید بگوییم که احتراق، از واکنش میان هر یک از ماده های قابل سوختن در طبیعت به همراه یک ماده اکسیدکننده جهت شکل دادن یک محصول اکسیده شده حاصل می شود.
در نظر داشته باشید که احتراق، یک واکنش شیمیایی اگزوترمیک یا گرماده می باشد، با توجه به این موضوع، پس از انجام احتراق گرما آزاد خواهد شد، ولی
برخی اوقات واکنش به کندی ادامه دارد که تغییر و تحولات مرتبط با درجه حرارت قابل دیدن نیست.
با ایمن عارفی در این مقاله همراه باشید و لذت ببرید.
انواع مختلف احتراق
در این بخش به انواع سوختن از نظر سرعت احتراق، کامل یا ناقص بودن و .. اشاره می‌کنیم.
احتراق سریع
«احتراق سریع» (rapid combustion) نوعی از سوختن است که مقدار زیادی انرژی، گرما و شعله به سرعت در آن آزاد می‌گردد. این نوع احتراق معمولا با شعله همراه است
و از آن در موتور ماشین‌ها و سلاح‌های «گرمافشاری» (Termobaric) (نوعی بمب یا سلاح است که در ابتدا توده‌ای از مواد آتش‌زا در شعاع انفجاری خود ایجاد می‌کند که با اکسیژن موجود در جو مخلوط میشود.
سپس در مرحله بعد، این توده آتش می‌گیرد. به نحوی که تمام منطقه شعله‌ور شده را نابود می‌کند) استفاده میشود.
احتراق یک واکنش جابه‌جایی دوگانه محسوب می‌گردد و این در حالی است که واکنش شیمیایی یک واکنش جابه‌جایی تکی در نظر گرفته میشود. (کپسول آتش نشانی)
احتراق آرام
«احتراق آرام» (slow combustion) نوعی از سوختن است که در دمای پایین رخ می‌دهد. تنفس مثالی از این گونه سوختن است.
تنفس را می‌توان این گونه تعریف کرد: تبادل گازها بین موجود و محیطی که در آن زندگی می‌کند.
با این تعریف دو نوع تنفس در موجودات زنده خواهیم داشت:
- تنفس داخلی (سلولی)
- تنفس خارجی (ریوی)
در تنفس داخلی، تبادل گازها بین جریان خون و سلول‌های مجاور صورت می‌گیرد. خون طی عبور از میان بافت‌های بدن، تقریبا به اندازه ۵ تا ۷ ٪ از حجم خود، اکسیژن از دست می‌دهد
و ۴ تا ۶ ٪ دی اکسید کربن دریافت می‌کند. هنگامی که دما یا pH، افزایش پیدا می‌نماید، اکسیژن بیشتری به بافت‌ها می‌رسد.
احتراق کامل
در سوختن کامل یا همان Complete Combustion واکنش دهنده به طور کل به همراه اکسیژن خواهد سوخت و تعداد بسیار کمی از محصولات واکنش را تولید خواهد کرد.
وقتی که هیدروکربنی در قالب چنین واکنشی قرار گیرد، تنها آب به همراه دی اکسید کربن تولید خواهد شد. (کپسول آتش نشانی)
در شرایطی که هیدروکربن و یا هر سوخت دیگری در هوا می سوزد، نیتروژن را هم می توان در گروه محصولات احتراق قرار داد.
چنانچه عناصری مانند نیتروژن، آهن، سولفور، کربن و سایر موارد از این دست در واکنش شرکت داشته باشند، اکسیدهای شیمیایی معمول ایجاد خواهند شد.
کربن سبب به وجود آمدن کربن دی اکسید، نیتروژن دلیلی بر تولید نیتروژن دی اکسید، گوگرد سبب تولید سولفور اکسید و همچنین آهن، دلیل اصلی به وجود آمدن آهن اکسید پس از انجام واکنش خواهد شد.
به این نکته نیز دقت داشته باشید که سوختن کامل به طور تقریبی غیرممکن می باشد.
در واقع زمانی که سوختن رخ دهد، مواد بسیار زیادی تولید خواهند شد.
به عنوان مثال احتراق متان در هوا به غیر از محصولات دی اکسید کربن و همچنین آب، محصولات جزئی یا فرعی مانند هیدروکسیل، هیدروژن، کربن منو اکسید، اکسیژن تک اتمی و نیتروژن دی اکسید تولید خواهد کرد که به آن ها فرآورده ها یا محصولات جانبی واکنش گفته می شود.
احتراق متلاطم
«احتراق متلاطم» (turbulent combustion) نوعی از سوختن است که با ویژگی جریان متلاطم شناخته میشود. مهم‌ترین استفاده از این نوع احتراق برای استفاده‌های صنعتی در توربین‌های گازی، موتورهای دیزلی و … است.
از مهم‌ترین مزیت‌های استفاده از احتراق متلاطم می‌توان به اختلاط بهتر سوخت و اکسنده با یکدیگر اشاره کرد. (کپسول آتش نشانی)
احتراق ناقص
در احتراق ناقص معمولاً تمام سوخت موجود نمی‌سوزد و در صورت اتمام سوخت نیز به جای رسیدن به محصولات نهایی مثل H2O و CO2 ترکیبات واسطه دیگری نظیر CO یا OH تولید میشود.
دلایل عدم احتراق کامل عبارتند از:
1- کافی نبودن اکسیدکننده؛
2- عدم اختلاط کامل سوخت و هوا؛
3- تجزیه محصولات احتراق در دماهای خیلی بالا.
شرایط احتراق:
برای نزدیک شدن به احتراق کامل که یک حالت ایده آل است سه مولفه باید بطور هم زمان وجود داشته باشد:
1- وجود سوخت و اکسید کننده به نسبت مناسب (نسبت هوا به سوخت)؛
2- اختلاط سوخت و اکسید کننده؛
3- رسیدن مخلوط فوق به دمای اشتعال. (کپسول آتش نشانی)
کپسول آتش نشانی
